PRATIQUE: Comprendre comment fonctionne un synthétiseur “analogique”

Je vous propose aujourd’hui de découvrir les grandes lignes du fonctionnement d’un synthétiseur à synthèse soustractive, dit “analogique”. Cet article pourra vous aiguiller dans l’achat d’un futur instrument. Qu’il soit monophonique ou polyphonique, les synthétiseurs analogiques ont marqué l’histoire de la musique.

Un rapide historique

Sans entrer dans les détails de la création sonore depuis le XIX siècle, la synthèse sonore se développe beaucoup dans les années 50-60. D’abord sous formes d’ensembles modulaires (j’écrirai aussi un papier là dessus un jour). Deux approches du modulaire se développe, dites west coast et east coast. Les deux sont analogiques mais seule la synthèse east coast va donner naissance aux synthétiseurs modernes. Les deux écoles ont des approches très différentes: là où le west coast (Buchla) cherchent à enrichir et modifier le son, l’east coast (Moog) cherche à sculpter celui ci et le dompter. Il en résulte des instruments très différents. D’un coté nous avons des modulaires très expérimentaux aux résultats assez imprévisibles, de l’autres des machines d’avantage pensées pour les musiciens.

Pour aller plus loin, Robert Moog a l’idée de réunir les principales fonctions qu’utilisent les musiciens au sein d’un même instrument doté d’un clavier: le mythique Model D, un des premiers synthétiseurs du marché. Il y a souvent une méprise sur ce qu’est un synthétiseur dans le langage courant, pour être simple mais juste: il s’agit d’un instrument doté d’un moteur de synthèses. Il ne s’agit donc pas d’un simple lecteur d’échantillons mais d’une machine qui donne à l’utilisateur la possibilité de créer ses propres sons.

Dès la fin des années 60 nous trouvons les premiers albums autour des synthétiseurs et du Moog (Wendy Carlos, Tomita etc.). Les Beatles eux même l’utilisent sur Abbey Road ! Dans les années 70, la musique se développe autour des synthétiseur, nous pensons à Kraftwerk, mais aussi toute la berlin school autour de Tangerine Dream ou Klaus Schulze et la scène française avec JM Jarre.

La synthèse analogique soustractive

La synthèse east-coast donne donc naissance aux premiers synthétiseurs avec une synthèse sonore soustractive. Cette notion de sculpture me semble important pour comprendre comment fonctionne ce type de synthé: on retire des choses à un signal riche. Il faut ainsi imaginer un bloc de pierre dans lequel on taille pour avoir le son désiré. On génère donc un son avec beaucoup de fréquences et d’harmoniques et ensuite on le passe à travers des modules pour lui enlever des fréquences etc. Ces fonctionnalités se sont standardisées pour une partie d’entre elles.

Ci dessus un synthétiseur analogique plutôt simple: le Monologue de Korg.

Les différents “modules” d’un synthétiseur analogique

Le son est d’abord généré par un ou des oscillateurs. Ces oscillateurs génèrent donc le son riche généralement via des formes d’ondes comme carré, triangle, scie et sinusoïdale (les quatre plus communes). Les modèles peuvent avoir un ou plusieurs oscillateurs. Par exemple les modèles de Korg MS10 et MS20 se différencient entre autre chose par le nombre d’oscillateurs: le premier en a un et le second deux. La mythique TB-303 de Roland ne possède aussi qu’un seul oscillateur, avec deux formes d’ondes (scie et carré). Cette section est souvent libellée OSC ou VCO/DCO (V pour Voltage et D pour Digital).

Le signal passe ensuite dans une enveloppe. Celle-ci a des caractéristiques différentes selon les modèles mais se compose souvent de quatre parties: ADSR pour Attack Decay Sustain et Release. Il faut imaginer une porte que l’on ouvre plus ou moins: le son brut passe à travers elle en fonction des réglages. La porte peut-être plus ou moins ouverte etc. Notez sur la photo ci-dessus, l’enveloppe est indiquée par EG (enveloppe generator) et ne comporte pas les quatre sections classiques.

Après l’enveloppe, le son passe à travers un filtre qui est souvent très important dans l’identité d’un synthétiseur. Il existe des filtres de toutes sortes mais l’objectif est toujours le même: supprimer une sélection de fréquences. Il peut donc y avoir des filtres passe-bas (qui enlève des aigus), passe-haut (qui enlève du grave) ou passe-bande (qui enlève ce qu’on veut). Ces filtres ont des pentes de réduction des décibels différentes ce qui contribuent à leur identité sonore spécifique. Le filtre est généralement libellé Cut off et accompagné d’un deuxième paramètre la résonance (un lien) qui va augmenter les fréquences autour du cut off.

Parfois le filtre est accompagné de sa propre enveloppe. Ainsi il est possible de mieux sculpter le son encore ! On trouve aussi parfois d’autres fonctions telles que le LFO (Low Frequency Oscillator). Généralement le LFO est présenté dans la section oscillateurs et permet de faire des modulations sur la hauteur ou du volume des autres oscillateurs ou sur le cut off. Il existe aussi par exemple le Ring Modulator (wikipedia). Nous pouvons aussi retrouver une section d’effets ou un séquenceur etc.

Monophonique et polyphonique

À l’heure où n’importe quel synthétiseur moderne, virtuel ou non, est souvent capable d’empiler plus de notes que nous n’avons de doigts, les synthétiseurs analogiques peuvent parfois sembler très rustiques. Historiquement ils étaient en effet monophoniques c’est à dire capable de ne faire qu’une seule note à la fois ! C’est le cas par exemple du Moog Model D, de la Roland TB-303, du SH101, du MS20 etc. Les synthétiseurs polyphoniques sont apparus après, souvent à la fin des 70s et dans la première moitié des 80s, généralement ils offraient entre 6 et 8 voix. C’est le cas par exemple des Juno 6 (et 106/60) (6 voix), Jupiter 8 (8 voix) ou du Sequential Circuits Prophet 5 (5 voix) etc. Un synthétiseur monophonique n’est pas nécessairement un problème: si vous voulez faire une basse, un lead ou un arpège, c’est l’idéal !

La polyphonie coûte chère: chaque voix nécessite un circuit complet (sauf en cas de paraphonie). Par exemple un synthétiseur avec 8 voix et deux oscillateurs aura: 16 oscillateurs, 8 enveloppes (ou 16 s’il y en a aussi pour le filtre !), 8 LFO, 8 filtres etc.

La synthèse analogique en 2024

Après avoir été les kings des années 70 jusqu’au milieu des années 80, les synthétiseurs analogiques ont été remisés et ringardisés par d’autres formes de synthèses (FM comme le DX7 ou numérique). Cependant, le coté accessible et spontané de cette synthèse l’a rend toujours aussi attractive. De fait on en retrouve l’esprit dans les synthétiseurs analogiques virtuels (comme le Microkorg) et sous formes de logiciels (Serum par exemple). Depuis les années 90 des compagnies ont aussi repris le flambeau et sortis de véritables analogiques. Si d’abord cette offre était orientée vers la niche (Novation, MFB) elle connaît un succès certain depuis une quinzaine d’années avec des acteurs comme Korg (comme le Monologue plus haut) ou les français d’Arturia. Si vous envisagez d’en acheter un, ayez conscience que vous aurez souvent moins de fonctions qu’avec une machine numérique. Ce n’est pas forcément un problème, l’essentiel c’est que l’instrument corresponde à vos besoins !